এআই স্ট্যানফোর্ড বিজ্ঞানীদের স্বাভাবিক পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া ছাড়াই “প্রাকৃতিক ওজাম্পি” আবিষ্কার করতে সাহায্য করে

অণু, BRP নামে পরিচিত, একটি ভিন্ন কিন্তু সম্পর্কিত বিপাকীয় পথের মাধ্যমে কাজ করে এবং মস্তিষ্কে নিউরনের একটি পৃথক সেট সক্রিয় করে। এই পার্থক্য এটিকে ক্ষুধা এবং শরীরের ওজন নিয়ন্ত্রণের জন্য আরও সঠিক হাতিয়ার করে তুলতে পারে।

ক্ষুধা নিয়ন্ত্রণের জন্য আরও লক্ষ্যযুক্ত পদ্ধতি

“সেমগ্লুটাইড দ্বারা লক্ষ্য করা রিসেপ্টরগুলি মস্তিষ্কে পাওয়া যায় তবে অন্ত্র, অগ্ন্যাশয় এবং অন্যান্য টিস্যুতেও পাওয়া যায়,” বলেছেন প্যাথলজির অধ্যাপক ক্যাথরিন সোয়ানসন, পিএইচডি। “অতএব, ওজম্পিকের ব্যাপক প্রভাব রয়েছে, যার মধ্যে পাচনতন্ত্রের মাধ্যমে খাবারের গতি কমানো এবং রক্তে শর্করার মাত্রা কমানো সহ। অন্যদিকে, BRP হাইপোথ্যালামাসে বিশেষভাবে কাজ করে বলে মনে হয়, যা ক্ষুধা এবং বিপাক নিয়ন্ত্রণ করে।”

হাইপোথ্যালামাস হল মস্তিষ্কের গভীরে একটি ছোট এলাকা যা ক্ষুধা, শরীরের তাপমাত্রা, হরমোন কার্যকলাপ এবং শক্তি খরচ নিয়ন্ত্রণ করতে সাহায্য করে। যেহেতু BRP প্রাথমিকভাবে এই অঞ্চলে কাজ করে বলে মনে হয়, এটি শরীরের অন্য কোথাও অনেক প্রভাব তৈরি না করে ক্ষুধাকে প্রভাবিত করতে পারে।

সোয়ানসন একটি কোম্পানি প্রতিষ্ঠা করেছেন যা অদূর ভবিষ্যতে মানুষের মধ্যে অণুর ক্লিনিকাল ট্রায়াল শুরু করার পরিকল্পনা করেছে।

সোয়ানসন গবেষণার সিনিয়র লেখক, যা 5 মার্চ প্রকৃতিতে প্রকাশিত হয়েছিল। জ্যেষ্ঠ গবেষণা বিজ্ঞানী ল্যাটিটিয়া কোসোলো, পিএইচডি, গবেষণার প্রধান লেখক।

কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা লুকানো পেপটাইড প্রকাশ করে

আবিষ্কারটি মূলত কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার উপর নির্ভরশীল ছিল, যা গবেষকদের প্রোহরমোন নামে পরিচিত একটি গ্রুপের প্রোটিন অনুসন্ধান করতে দেয়।

প্রোহরমোনগুলি নিষ্ক্রিয় অগ্রদূত অণু। যতক্ষণ না এনজাইম পেপটাইড নামক ছোট ছোট টুকরো টুকরো করে ফেলে ততক্ষণ পর্যন্ত তারা তাদের চূড়ান্ত জৈবিক কার্য সম্পাদন করে না। এর মধ্যে কিছু পেপটাইড তখন হরমোন হিসেবে কাজ করে, সংকেত বহন করে যা মস্তিষ্কে এবং সারা শরীরে বিপাক, ক্ষুধা এবং অন্যান্য জটিল প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে।

একটি একক প্রোহরমোন বিভিন্ন উপায়ে ক্লিভ করা যেতে পারে, অনেক সম্ভাব্য পেপটাইড তৈরি করে। জৈবিকভাবে গুরুত্বপূর্ণগুলি খুঁজে পাওয়া কঠিন কারণ প্রকৃত পেপটাইড হরমোনগুলি তুলনামূলকভাবে বিরল এবং স্বাভাবিক প্রোটিন প্রক্রিয়াকরণ এবং অবক্ষয়ের সময় গঠিত প্রচুর পরিমাণে স্বাভাবিক টুকরোগুলির মধ্যে সমাহিত করা যেতে পারে।

ঐতিহ্যগত পরীক্ষাগার পদ্ধতিগুলি পেপটাইডগুলিকে বিচ্ছিন্ন এবং সনাক্ত করতে পারে, তবে প্রক্রিয়াটি প্রচুর পরিমাণে ডেটা তৈরি করতে পারে। উল্লেখযোগ্য প্রভাব আছে এমন কয়েকটি খুঁজে পেতে গবেষকদের কয়েক হাজার অণুকে বাছাই করতে হতে পারে।

নতুন বিপাকীয় সংকেত অনুসন্ধান করা হচ্ছে

দলটি প্রোহরমোন কনভার্টেজ 1/3 নামক একটি এনজাইমের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছিল। এই এনজাইমটি নির্দিষ্ট অ্যামিনো অ্যাসিড ক্রমগুলিতে প্রোহরমোনগুলিকে কাটে এবং এর আগে মানুষের স্থূলতার সাথে যুক্ত ছিল।

এই প্রক্রিয়ায় উত্পাদিত পেপটাইডগুলির মধ্যে একটি হল গ্লুকাগন-এর মতো পেপটাইড 1, বা GLP-1। GLP-1 ক্ষুধা ও রক্তে শর্করাকে নিয়ন্ত্রণ করতে সাহায্য করে এবং সেমাগ্লুটাইড শরীরে এর প্রভাব প্রতিলিপি করে কাজ করে।

গবেষকরা দাবি করেছেন যে একই এনজাইম অন্যান্য পেপটাইড তৈরি করতে পারে যা শক্তির ভারসাম্য এবং ক্ষুধাকে প্রভাবিত করে। তাদের খুঁজে বের করতে, তারা কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার দিকে ঝুঁকেছে।

পেপটাইড ভবিষ্যদ্বাণীকারী

টিস্যু থেকে ম্যানুয়ালি প্রোটিন এবং পেপটাইড বের করার পরিবর্তে এবং তারপরে বিপুল সংখ্যক অণু সনাক্ত করতে ভর স্পেকট্রোমেট্রির মতো পদ্ধতি ব্যবহার করার পরিবর্তে, গবেষকরা পেপটাইড প্রেডিক্টর নামে একটি কম্পিউটার অ্যালগরিদম তৈরি করেছেন।

প্রোগ্রামটি সমস্ত 20,000 মানুষের প্রোটিন-কোডিং জিন অনুসন্ধান করেছে যে ধরনের সাইটগুলির জন্য প্রোহরমোনগুলি সাধারণত প্রোটিনকে রূপান্তর করে। গবেষকরা তারপরে অনুসন্ধানটি এমন জিনগুলিতে সংকীর্ণ করেন যা কোষের বাইরে নিঃসৃত প্রোটিন তৈরি করে, হরমোনের একটি সাধারণ বৈশিষ্ট্য এবং এতে কমপক্ষে চারটি সম্ভাব্য বিভাজন সাইট রয়েছে।

এই প্রক্রিয়াটি ক্ষেত্রটিকে 373 প্রোহরমোনে কমিয়ে এনেছে, দলটিকে অধ্যয়নের জন্য অনেক বেশি পরিচালনাযোগ্য গ্রুপ দিয়েছে।

“অ্যালগরিদম আমাদের অনুসন্ধানের জন্য একেবারে মূল ছিল,” সোয়ানসন বলেছিলেন।

পেপটাইড প্রডিক্টর অনুমান করেছেন যে প্রোহরমোন কনভার্টেজ 1/3 সেই 373 প্রোটিন থেকে 2,683টি আলাদা পেপটাইড তৈরি করতে পারে। Kwasulu এবং Sawson তারপর ক্রম উপর ফোকাস যে সবচেয়ে সম্ভবত মস্তিষ্ক প্রভাবিত বলে মনে হয়.

তারা GLP-1 সহ 100টি পেপটাইড নির্বাচন করেছে এবং পরীক্ষাগারে উত্থিত নিউরনের মতো কোষগুলিকে উদ্দীপিত করতে পারে কিনা তা পরীক্ষা করেছে।

একটি বড় প্রভাব সঙ্গে একটি ছোট পেপটাইড

প্রত্যাশিত হিসাবে, GLP-1 দৃঢ়ভাবে নিউরনগুলিকে সক্রিয় করে, তাদের ক্রিয়াকলাপকে চিকিত্সা না করা নিয়ন্ত্রণ কোষে দেখা মাত্রার তিনগুণ পর্যন্ত বৃদ্ধি করে।

একটি অনেক ছোট পেপটাইড আরও বেশি নাটকীয় প্রতিক্রিয়া তৈরি করেছে। মাত্র 12টি অ্যামিনো অ্যাসিড দিয়ে তৈরি, এটি নিয়ন্ত্রণের তুলনায় নিউরোনাল কার্যকলাপ দশগুণ বাড়িয়েছে।

গবেষকরা বিআরপি পেপটাইডের নামকরণ করেছেন এর মূল প্রোহরমোন, বিপিএম/রেটিনয়িক অ্যাসিড ইনডিসিবল নিউরাল স্পেসিফিক 2, বা BRINP2 (BRINP2-সম্পর্কিত-পেপটাইড) অনুসারে।

অ্যামিনো অ্যাসিড হল প্রোটিন এবং পেপটাইডের মৌলিক বিল্ডিং ব্লক। বেশিরভাগ পূর্ণ আকারের প্রোটিনের তুলনায় তাদের মধ্যে মাত্র 12টি সমন্বিত একটি অণু অত্যন্ত ছোট, তবে BRP প্রাথমিক কোষ পরীক্ষায় সবচেয়ে শক্তিশালী প্রতিক্রিয়া তৈরি করে।

খাদ্য খরচ 50% পর্যন্ত কমেছে

গবেষকরা তারপরে চর্বিহীন ইঁদুর এবং শূকর প্রজাতিতে বিআরপি পরীক্ষা করেছিলেন (যা ইঁদুরের চেয়ে মানুষের বিপাক এবং খাওয়ার ধরণকে আরও ঘনিষ্ঠভাবে প্রতিফলিত করে)।

খাওয়ানোর আগে দেওয়া একটি ইন্ট্রামাসকুলার ইনজেকশন পরবর্তী ঘন্টার মধ্যে উভয় লিঙ্গের মধ্যে 50% পর্যন্ত খাদ্য গ্রহণ কমিয়ে দেয়।

দলটি 14 দিনের জন্য স্থূল ইঁদুরকে দৈনিক বিআরপি ইনজেকশনও দিয়েছে। গড়ে, চিকিত্সা করা প্রাণী 3 গ্রাম হারায়, যার প্রায় পুরোটাই শরীরের চর্বি থেকে আসে। নিয়ন্ত্রণ গ্রুপের ইঁদুর একই সময়ের মধ্যে প্রায় 3 গ্রাম লাভ করেছে।

চিকিত্সা করা ইঁদুরগুলি উন্নত গ্লুকোজ এবং ইনসুলিন সহনশীলতাও দেখিয়েছে। এই সূচকগুলি প্রতিফলিত করে যে শরীর কীভাবে দক্ষতার সাথে রক্তে শর্করার মাত্রা নিয়ন্ত্রণ করে এবং ইনসুলিনের প্রতি সাড়া দেয়, হরমোন যা রক্ত ​​​​প্রবাহ থেকে কোষে গ্লুকোজ স্থানান্তর করতে সহায়তা করে।

সাধারণ পার্শ্ব প্রতিক্রিয়াগুলির কোনও স্পষ্ট লক্ষণ নেই

আচরণগত পরীক্ষায় লোকোমোশন, জল খাওয়া, উদ্বেগ-সদৃশ আচরণ বা মল উৎপাদনে চিকিত্সা করা এবং চিকিত্সা না করা প্রাণীর মধ্যে কোনও উল্লেখযোগ্য পার্থক্য পাওয়া যায়নি।

মল উৎপাদনে পরিবর্তনের অভাব বিশেষভাবে উল্লেখযোগ্য কারণ সেমাগ্লুটাইড হজমকে ধীর করে দিতে পারে এবং কোষ্ঠকাঠিন্যের কারণ হতে পারে। গবেষকরা বমি বমি ভাব বা কিছু বিদ্যমান ওজন কমানোর চিকিত্সার সাথে সম্পর্কিত উল্লেখযোগ্য পেশী হ্রাস সম্পর্কিত প্রতিক্রিয়াও পর্যবেক্ষণ করেননি।

মস্তিষ্কের ক্রিয়াকলাপ এবং শরীরের কার্যকারিতার আরও পরিমাপ দেখায় যে BRP GLP-1 বা semaglutide দ্বারা সক্রিয় হওয়ার চেয়ে বিভিন্ন বিপাকীয় এবং নিউরোনাল পথের মাধ্যমে কাজ করে।

এই ফলাফলগুলি পরামর্শ দেয় যে BRP আরও লক্ষ্যযুক্ত জৈবিক পথের মাধ্যমে ক্ষুধা হ্রাস করতে পারে, যদিও ফলাফলগুলি প্রাণীদের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে।

মানুষের পরীক্ষার আগে প্রশ্ন

গবেষকরা এখন কোষের পৃষ্ঠের রিসেপ্টরগুলি সনাক্ত করার জন্য কাজ করছেন যা BRP এর সাথে আবদ্ধ। রিসেপ্টর হল আণবিক কাঠামো যা হরমোন, ওষুধ এবং অন্যান্য রাসায়নিক বার্তাবাহক থেকে সংকেত গ্রহণ করে। কোন রিসেপ্টর BRP ব্যবহার করে তা নির্ধারণ করা বিজ্ঞানীদের ঠিক কীভাবে পেপটাইড ক্ষুধা এবং বিপাককে পরিবর্তন করে তা বুঝতে সাহায্য করবে।

দলটি বিআরপি তার লক্ষ্যের সাথে আবদ্ধ হওয়ার পরে ঘটে যাওয়া ইভেন্টগুলির সম্পূর্ণ ক্রম ম্যাপ করতে চায়।

আরেকটি চ্যালেঞ্জ হল সময়ের দৈর্ঘ্য। ছোট পেপটাইডগুলি প্রায়শই শরীরে দ্রুত ভেঙে যায়, যা তাদের প্রভাবকে ছোট করতে পারে। গবেষকরা বিআরপিকে দীর্ঘস্থায়ী করার উপায়গুলি অনুসন্ধান করছেন, যাতে এটি যদি মানুষের মধ্যে কাজ করে তবে এটি আরও ব্যবহারিক সময়সূচীতে পরিচালিত হতে পারে।

“মানুষের স্থূলতার চিকিত্সার জন্য কার্যকর ওষুধের অভাব কয়েক দশক ধরে একটি সমস্যা হয়েছে,” সোয়ানসন বলেছিলেন। “আমরা এর আগে যা পরীক্ষা করেছি তাতে ক্ষুধা এবং শরীরের ওজন কমাতে সেমাগ্লুটাইডের ক্ষমতার সাথে মেলেনি। এটি মানুষের জন্য নিরাপদ এবং কার্যকর কিনা তা জানতে আমরা খুবই আগ্রহী।”

ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা, বার্কলে; মিনেসোটা বিশ্ববিদ্যালয়; এবং ইউনিভার্সিটি অফ ব্রিটিশ কলাম্বিয়া এই কাজে অবদান রাখে।

গবেষণাটি ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অফ হেলথ (অনুদান R01DK125260, P30DK116074, K99AR081618, এবং GM113854), স্ট্যানফোর্ডের স্পার্ক ট্রান্সলেশনাল রিসার্চ প্রোগ্রাম, স্ট্যানফোর্ড বায়ো-এক্স, ম্যাটারনাল অ্যান্ড চাইল্ড হেলথ রিসার্চ ইনস্টিটিউট, আমেরিকান হেটান ফাউন্ডেশন এবং এস-এ আমেরিকান হেটান রিসার্চ ইনস্টিটিউট দ্বারা অর্থায়ন করেছে। স্ট্যানফোর্ড মেডিসিন ফাউন্ডেশনের হার্ট অ্যাসোসিয়েশন, ওয়ানফোর্ড ফাউন্ডেশন স্ট্যানফোর্ড মেডিসিন। Tsai হিউম্যান পারফরমেন্স অ্যালায়েন্স।

সোয়ানসন এবং কোসোলো বিপাকীয় ব্যাধিগুলির জন্য BRP পেপটাইডের পেটেন্টের উদ্ভাবক। সোয়ানসন মেরিফিল্ড থেরাপিউটিকসের একজন সহ-প্রতিষ্ঠাতা।